JP7151678B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制動を制御するための車両制御装置に関する。

従来、先行車両に追従して走行する車両において、先行車両が停止状態となったことに応じて停止するときに発生するノーズダイブ状態からの揺り戻しを抑制して乗り心地を向上させるようにした車両用車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。従来の車両用車両制御装置では、停止直前の車速になった時点で減速度を小さくすることにより揺り戻しを抑制している。

特開平１１－２５４９９５号公報

従来の制御装置においては、停止直前の減速度が大きい場合、停止直前の車速になった時点で減速度を小さくすると急激に減速度が小さくなるため、揺り戻しを十分に抑制することができないという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両の停止時の揺り戻しを抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明の車両制御装置は、車両の減速度を検出する減速度検出部と、前記車両が停車する予定であることを特定する停車予定特定部と、前記車両の車速が閾値以下になった時点でブレーキ圧の低減を開始するブレーキ制御部と、前記車両が停車する予定であることを前記停車予定特定部が特定した後に前記減速度検出部が検出した減速度が大きいほど前記閾値が大きくなるように前記閾値を決定する閾値決定部と、を有する。

前記車両制御装置は、前記車両が走行中の道路の勾配を特定する勾配特定部をさらに有し、前記閾値決定部は、前記勾配特定部が特定した前記勾配にさらに基づいて前記閾値を決定してもよい。

前記閾値決定部は、前記勾配が上り勾配である場合の前記閾値を、前記勾配が下り勾配である場合の前記閾値よりも大きくしてもよい。

前記車両制御装置は、前記車両の重量を特定する重量特定部をさらに有し、前記閾値決定部は、前記重量特定部が特定した前記重量にさらに基づいて前記閾値を決定してもよい。

本発明によれば、車両の停止時の揺り戻しを抑制することができるという効果を奏する。

車両の概要を説明するための図である。 車両の構成を示す図である。 閾値決定部の動作の一例を示す図である。 第１変形例に係る車両制御装置の構成を示す図である。 第２変形例に係る車両制御装置の構成を示す図である。 閾値決定部が閾値を決定する他の方法を説明するための図である。

［車両Ｔの概要］
図１は、本実施形態に係る車両Ｔの概要を説明するための図である。図１においては、商用車である車両Ｔが、先行車両Ｖの後方を走行している状態を示している。車両Ｔは、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能を有しており、先行車両Ｖの速度に追従して自車両の速度を制御しながら走行する。

図１（ａ）に示す状態において、先行車両Ｖが停車のための減速を開始したとする。車両Ｔは、先行車両Ｖが停車することを検出し、図１（ｂ）に示すように、自車両を停車させるために減速を開始する。

その後、車両Ｔは、図１（ｃ）に示すように、車速が閾値以下になった時点でブレーキ圧を小さくする。このように車両Ｔがブレーキ圧を小さくすることで、車両Ｔが停止した時に生じる揺り戻しを小さくすることができる。ところが、車両Ｔが停車する直前の減速度の大きさによって、揺り戻しの大きさが異なる。すなわち、車両Ｔが停車する直前の減速度が大きい場合、停車する直前の減速度が小さい場合に比べて、停車した時の揺り戻しが大きい。

そこで、車両Ｔは、停車する直前の減速度の大きさによらず揺り戻しを十分に小さくするために、減速度の大きさに基づいて、ブレーキ圧の低減を開始する車速の閾値を決定する。車両Ｔが減速度の大きさに基づいて、ブレーキ圧の低減を開始する車速の閾値を決定することで、車両Ｔの走行状態によらず揺り戻しを小さくすることができる。
以下、車両Ｔの構成及び動作について詳細に説明する。

［車両Ｔの構成］
図２は、車両Ｔの構成を示す図である。車両Ｔは、車両制御装置１と、速度センサ２と、周辺センサ３と、ブレーキ４とを有する。

車両制御装置１は、上述のようにブレーキ圧を小さくするタイミングを制御する装置であり、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。車両制御装置１は、記憶部１１と制御部１２とを有する。制御部１２は、減速度検出部１２１と、停車予定特定部１２２と、ブレーキ制御部１２３と、閾値決定部１２４とを有する。車両制御装置１の詳細については後述する。

速度センサ２は、車両Ｔの走行速度を検出する。速度センサ２は、検出した速度を示すデータを減速度検出部１２１に入力する。

周辺センサ３は、車両Ｔの周辺の状態を検出する。周辺センサ３は、例えばレーダー又はカメラを有しており、例えば先行車両Ｖの速度を検出する。周辺センサ３は、検出した速度を停車予定特定部１２２に入力する。周辺センサ３は、先行車両Ｖの減速度を検出し、検出した減速度を停車予定特定部１２２に入力してもよい。周辺センサ３は、車両Ｔから先行車両Ｖまでの距離を検出し、検出した距離を停車予定特定部１２２に入力してもよい。周辺センサ３は、信号機、停止線、歩行者又は障害物等のように、車両Ｔの走行に影響を与える他の状態を検出し、検出した結果を停車予定特定部１２２に入力してもよい。

［車両制御装置１の構成］
記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を有する。記憶部１１は、例えば制御部１２が実行するプログラムを記憶している。記憶部１１は、速度センサ２及び周辺センサ３から入力された各種のデータを一時的に記憶してもよい。

制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を有しており、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、減速度検出部１２１、停車予定特定部１２２、ブレーキ制御部１２３及び閾値決定部１２４として機能する。

減速度検出部１２１は、速度センサ２から入力された速度の変化に基づいて、車両Ｔの減速度を検出する。減速度検出部１２１は、例えば所定の時間間隔（例えば１００ミリ秒間隔）で速度センサ２から取得した速度の単位時間あたりの減少量を算出することにより減速度を検出する。減速度検出部１２１は、検出した減速度をブレーキ制御部１２３に通知する。

停車予定特定部１２２は、車両Ｔが停車する予定であることを特定する。停車予定特定部１２２は、例えば周辺センサ３から入力された先行車両Ｖの速度の変化に基づいて、車両Ｔが停車する予定であると判定する。具体的には、停車予定特定部１２２は、先行車両Ｖの車速が第１閾値以下であり、かつ先行車両Ｖの減速度が第２閾値以上である場合に、車両Ｔが停車する予定であると判定する。停車予定特定部１２２は、周辺センサ３が信号機、停止線、歩行者又は障害物等を検出した場合に、車両Ｔが停車する予定であると判定してもよい。停車予定特定部１２２は、車両Ｔが停車する予定であることを特定した場合、その旨をブレーキ制御部１２３に通知する。

ブレーキ制御部１２３は、車両Ｔのブレーキ圧を変化させることにより車両Ｔの速度を制御する。車両Ｔのブレーキが作動して減速したことにより車両Ｔの車速が閾値以下になった時点でブレーキ圧の低減を開始する。ブレーキ制御部１２３は、閾値決定部１２４から通知された閾値を用いて、ブレーキ圧の低減を開始するタイミングを決定する。ブレーキ制御部１２３は、ブレーキ圧の低減を開始した後に、車両Ｔが停車すべき位置で停車するようにブレーキ圧を微調整してもよい。

閾値決定部１２４は、ブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始するタイミングを決定するために用いる閾値を決定する。具体的には、閾値決定部１２４は、車両Ｔが停車する予定であることを停車予定特定部１２２が特定した後に減速度検出部１２１が検出した減速度に基づいて、ブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始する時点の車速の閾値を決定する。

閾値決定部１２４は、例えば、車両Ｔが停車する予定であることを停車予定特定部１２２が特定した後に、速度センサ２が検出した車両Ｔの車速が所定の速度（例えば時速２０ｋｍ）になった時点での減速度に基づいて閾値を決定する。一例として、閾値決定部１２４は、車両Ｔの減速度が大きければ大きいほど閾値を大きくし、車両Ｔの減速度が小さければ小さいほど閾値を小さくする。

図３は、閾値決定部１２４の動作の一例を示す図である。図３における横軸は、上記の閾値を決定する時点からの経過時間である。左側の縦軸は車両Ｔの車速である。右側の縦軸は車両Ｔの減速度の指示値である。減速度の指示値は、図３の下方ほど絶対値が大きくなる。なお、減速度の指示値は、ブレーキ制御部１２３が決定したブレーキ圧と相関性を有する値であり、図３の右側の縦軸はブレーキ圧であってもよい。この場合、縦軸の上方ほどブレーキ圧が小さくなる。

図３における実線は、減速度が大きい場合の車速の変化を示しており、破線は減速度が小さい場合の車速の変化を示している。図３における一点鎖線は、減速度が大きい場合の減速度の指示値の変化（すなわちブレーキ圧の変化）を示しており、二点鎖線は、減速度が小さい場合の減速度の指示値の変化（すなわちブレーキ圧の変化）を示している。

減速度が大きい場合、速度Ｖ１が閾値に設定されており、車両Ｔの車速がＶ１になった時刻Ｔ１１においてブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始している。その後、車両Ｔが受ける摩擦や空気抵抗等によって、車両Ｔは時刻Ｔ１２において停車している。車両Ｔが停車する時点ではブレーキ圧が十分に小さくなっているので、揺り戻しがほとんど生じない。

減速度が小さい場合、速度Ｖ１よりも小さい速度Ｖ２が閾値に設定されており、車両Ｔの車速がＶ２になった時刻Ｔ２１においてブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始している。その後、車両Ｔが受ける摩擦や空気抵抗等によって、車両Ｔは時刻Ｔ２２において停車している。この場合においても車両Ｔが停車する時点ではブレーキ圧が十分に小さくなっているので、揺り戻しがほとんど生じない。

仮に減速度が大きい場合においても車速がＶ２になった時点でブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始してしまうと、減速度が急激に変化することにより大きな揺り戻しが生じてしまう。これに対して、閾値決定部１２４が上記のように閾値を決定することで、減速度の変化速度が小さくなるので、車両Ｔの減速度によらず揺り戻しを小さくすることができる。

［第１変形例］
図４は、第１変形例に係る車両制御装置１ａの構成を示す図である。車両制御装置１ａは、ジャイロセンサ５と勾配特定部１２５をさらに有する点で図２に示した車両制御装置１と異なり、他の点で同じである。

ジャイロセンサ５は、角加速度を検出し、検出した角加速度を勾配特定部１２５に通知する。勾配特定部１２５は、例えばジャイロセンサ５から通知された角加速度に基づいて、車両Ｔが走行中の道路の勾配を特定する。勾配特定部１２５は、角加速度を用いる方法以外の方法により勾配を特定してもよい。勾配特定部１２５は、特定した勾配を閾値決定部１２４に通知する。

閾値決定部１２４は、勾配特定部１２５が特定した勾配にさらに基づいて閾値を決定する。閾値決定部１２４は、例えば、勾配が上り勾配である場合の閾値を、勾配が下り勾配である場合の閾値よりも大きくする。閾値決定部１２４は、上りの勾配が大きければ大きいほど閾値を大きくしてもよい。

上りの勾配が大きい場合には、重力の影響により、ブレーキ圧が小さくなった後に、上りの勾配が小さい場合に比べて車両Ｔが早く減速する。そこで、上りの勾配が大きいほどブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始する車速の閾値を大きくすることで、上りの勾配が小さい場合に比べて早い時点でブレーキ圧が小さくなり、ブレーキ圧が加わっていない状態で車両Ｔが停車する。その結果、車両Ｔは揺り戻しを抑制しつつ停車することができる。

［第２変形例］
図５は、第２変形例に係る車両制御装置１ｂの構成を示す図である。車両制御装置１ｂは、重量センサ６と重量特定部１２６をさらに有する点で図２に示した車両制御装置１と異なり、他の点で同じである。

重量センサ６は、車両Ｔの重量を検出し、検出した重量を示すデータを重量特定部１２６に通知する。重量特定部１２６は、重量センサ６から通知されたデータに基づいて車両Ｔの重量を特定する。重量特定部１２６は、特定した重量を閾値決定部１２４に通知する。

閾値決定部１２４は、重量特定部１２６が特定した重量にさらに基づいて閾値を決定する。閾値決定部１２４は、重量が大きければ大きいほど閾値を小さくする。車両Ｔの重量が大きい場合、重量が小さい場合に比べて、ブレーキ圧がなくなった後にも慣性で進みやすいところ、重量が大きい場合に閾値を小さくすることで、十分に車速が小さくなった後にブレーキ制御部１２３がブレーキ圧の低減を開始することができる。その結果、車両Ｔは、重量が大きい場合にも安全に停車するとともに、揺り戻しを小さくすることができる。

［第３変形例］
閾値決定部１２４は、第２変形例で説明した路面の勾配、及び第３変形例で説明した車両Ｔの重量の両方に基づいて閾値を決定してもよい。この場合、例えば記憶部１１が、車両Ｔの減速度、路面の勾配、及び車両Ｔの重量の複数の組合せのそれぞれに対応する閾値を含むルックアップテーブルを記憶しておき、閾値決定部１２４は当該ルックアップテーブルを参照することにより閾値を決定してもよい。閾値決定部１２４がこのように複数の要素に基づいて閾値を決定することで、車両Ｔ及び車両Ｔの周辺の状況によらず揺り戻しを抑制することができる。

［第４変形例］
上記の説明では、閾値決定部１２４が、車両Ｔが停車する予定であることを停車予定特定部１２２が特定した後に、速度センサ２が検出した車両Ｔの車速が所定の速度になった時点での減速度に基づいて閾値を決定する場合を例示したが、閾値決定部１２４が閾値を決定する方法はこれに限らない。

図６は、閾値決定部１２４が閾値を決定する他の方法を説明するための図である。車両Ｔが指示減速度の通りの減速度を発生すると仮定した場合、図６の斜線で示す部分(加速度の時間積分値)が、ブレーキ圧の低減を開始してから車両Ｔが停車するまでの車速変化量ΔＶとなる。具体的には、ΔＶ＝１／２×（Ｔ１２－Ｔ１１）×（－ａ１）により算出される。また、Ｔ１１からＴ１２までの指示減速度の傾き(加加速度)ａ’は、ａ’＝（－ａ１）／（Ｔ１２－Ｔ１１）により算出される。これらの式から、ΔＶ＝ａ１^２／２ａ’となる。

よって、閾値決定部１２４は、指示減速度ａ１から傾きａ’でブレーキ圧を低減し、指示減速度が０となった時に車速を０にするために、Ｖ１＋ΔＶ＝０の条件を満たすべく、Ｖ１＝ａ１^２／２ａ’をブレーキ圧の低減を開始する閾値としてもおい。なお、指示減速度に対して発生する減速度に遅れがあり、その遅れ量が既知である場合、閾値決定部１２４は、遅れを考慮してブレーキ圧の低減を開始する閾値を決定してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 車両制御装置
２ 速度センサ
３ 周辺センサ
４ ブレーキ
５ ジャイロセンサ
６ 重量センサ
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２１ 減速度検出部
１２２ 停車予定特定部
１２３ ブレーキ制御部
１２４ 閾値決定部
１２５ 勾配特定部
１２６ 重量特定部

Claims (3)

1. 車両が走行中の道路の勾配を特定する勾配特定部と、
   前記車両の減速度を検出する減速度検出部と、
   前記車両が停車する予定であることを特定する停車予定特定部と、
   前記車両の車速が閾値以下になった時点でブレーキ圧の低減を開始するブレーキ制御部と、
   前記勾配特定部が特定した前記勾配に基づいて、前記車両が停車する予定であることを前記停車予定特定部が特定した後に前記減速度検出部が検出した減速度が大きいほど前記閾値が大きくなるように前記閾値を決定する閾値決定部と、
   を有する車両制御装置。
2. 前記閾値決定部は、前記勾配が上り勾配である場合の前記閾値を、前記勾配が下り勾配である場合の前記閾値よりも大きくする、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 車両の重量を特定する重量特定部と、
   前記車両の減速度を検出する減速度検出部と、
   前記車両が停車する予定であることを特定する停車予定特定部と、
   前記車両の車速が閾値以下になった時点でブレーキ圧の低減を開始するブレーキ制御部と、
   前記重量特定部が特定した前記重量に基づいて、前記車両が停車する予定であることを前記停車予定特定部が特定した後に前記減速度検出部が検出した減速度が大きいほど前記閾値が大きくなるように前記閾値を決定する閾値決定部と、
   を有する車両制御装置。

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